విద్యుదయస్కాంతత్వం
రేఖా ఆవేశ క్షేత్రం
రేఖా ఆవేశం స్థూపాకార సౌష్ఠవ క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది; రేఖకు పైన, కింద E బాణాలను పరీక్షించండి.
రేఖా ఆవేశ క్షేత్రం — ఇంటరాక్టివ్ విద్యుదయస్కాంతత్వం సిమ్యులేషన్. రేఖా ఆవేశం స్థూపాకార సౌష్ఠవ క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది; రేఖకు పైన, కింద E బాణాలను పరీక్షించండి. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.
రేఖా ఆవేశ క్షేత్రం
రేఖా ఆవేశం స్థూపాకార సౌష్ఠవ క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది; రేఖకు పైన, కింద E బాణాలను పరీక్షించండి.
ఏకరీతి రేఖా ఆవేశం λ స్థూపాకార సౌష్ఠవ విద్యుత్ క్షేత్రం E ∝ λ/r ఉత్పత్తి చేస్తుంది — రేఖకు లంబంగా. స్థిర రేఖా ఆవేశానికి ప్రవాహం లేదు, కాబట్టి B = 0 — పరీక్షా ఆవేశంపై కేవలం విద్యుత్ బలం F_E = qE మాత్రమే పనిచేస్తుంది (పసుపు F_E బాణం). రేఖకు పైన, కింద |E| పోల్చండి — దూరం సగం చేస్తే క్షేత్రం రెట్టింపు.
- E ∝ λ/r (స్థూపాకారం)
- F = qE
దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ
ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి
ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.
ముఖ్య ప్రశ్న
ఒక పరిమిత సరళ కడ్డీ తన నిడివి వెంబడి సమానంగా వ్యాపించిన ఆవేశాన్ని మోసుకుంటుంది. లంబ సమద్విఖండన రేఖపై, ఆవేశ రేఖ నుండి వచ్చే క్షేత్రం బిందు ఆవేశం వలె అదే 1/r² నియమాన్ని అనుసరిస్తుందా?
పరిగణించాల్సిన ఊహలు
- అవును — తగినంత దూరం నుండి, అది ఇంకా బిందు ఆవేశంలా కనిపిస్తుంది.
- విస్తరించిన ఆవేశ విభాజన నుండి వచ్చే క్షేత్రం దూరంపై ఆధారపడదు.
- లేదు — పరిమిత ఆవేశ రేఖకు దాని స్వంత, మరింత క్లిష్టమైన దూర ఆధారత ఉంటుంది, సరళమైన 1/r² నియమం కాదు.
చరరాశి పాత్రలు
మీరు సెట్ చేసేవి:
- లంబ దూరం d (m)
మీరు కొలిచేవి:
- క్షేత్ర బలం E_y (N/C)
పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది
- line-charge ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. కడ్డీ 4.8 m నిడివిపై 2 nC/m రేఖీయ ఆవేశ సాంద్రతను మోసుకుంటుంది.
- లంబ సమద్విఖండన రేఖపై క్షేత్ర-బల రీడింగ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి కడ్డీ మధ్య బిందువు నుండి లంబ దూరాన్ని సెట్ చేసి, క్షేత్ర బలాన్ని నమోదు చేయండి.
ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది
- ఒక ప్రయత్నానికి, k = 8.99×10⁹ N·m²/C², λ = 2 nC/m, L_half = 2.4 m ఉపయోగించి E_y = −2kλL_half/(d·√(L_half² + d²)) లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి.
- పరిమిత ఆవేశ రేఖ క్షేత్రం 1/r² వంటి శుద్ధ ఘాత నియమానికి కుదించబడదు — అది √(L_half² + d²) మిశ్రమం ద్వారా దూరం d, కడ్డీ సగ-నిడివి రెండింటిపైనే ఆధారపడుతుందో వివరించండి.
ల్యాబ్కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
- కడ్డీ నిడివితో పోలిస్తే దూరం d చాలా చిన్నదిగా అయినకొద్దీ, సూత్రం E ≈ −2kλ/d ను సమీపిస్తుంది (1/d² కాదు, 1/d గా తగ్గే క్లాసిక్ 'అనంత ఆవేశ రేఖ' ఫలితం). మీ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి, దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు పరిమిత కడ్డీ అనంత కడ్డీలా ఎందుకు ప్రవర్తిస్తుందో వివరించండి.
- కడ్డీ నిడివితో పోలిస్తే దూరం d చాలా పెద్దదిగా అయినకొద్దీ, సూత్రం బిందు-ఆవేశ ఫలితం E ≈ kQ_total/d² ను సమీపించాలి (Q_total = λ·2L_half తో). తగినంత దూరం నుండి విస్తరించిన ఆవేశ విభాజన బిందు ఆవేశంలా ఎందుకు కనిపిస్తుందో భౌతికంగా వివరించండి.
- AP Physics 2 — Unit 10: Electric Force, Field, and Potential
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 8: Electric Charges, Fields, and Gauss's Law
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces
- Line Charge కు స్వాగతం
- పరీక్షా ఆవేశం ఎంచుకోండి
- ప్లే నొక్కండి
- రేఖా ఆవేశపు క్షేత్రం
- లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
- మీరు సాధించారు!
దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.